数据结构之队列的实现（附源码）

news2024/11/24 4:33:47

目录

一、队列的概念及结构

二、队列的实现

 拓展：循环队列

三、初学的队列以及栈和队列结合的练习题

一、队列的概念及结构

队列：只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表，队列具有先进先出FIFO(First In First Out) 入队列：进行插入操作的一端称为队尾 出队列：进行删除操作的一端称为队头

二、队列的实现

队列也可以数组和链表的结构实现，使用链表的结构实现更优一些，因为如果使用数组的结构，出队列在数组头上出数据，效率会比较低。

 具体代码如下（C语言实现）：

#pragma once

//Queue.h
// 链式结构：表示队列

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>

typedef int QDateType;

typedef struct QListNode
{
	struct QListNode* _next;
	QDateType _data;
}QNode;

// 队列的结构 
typedef struct Queue
{
	QNode* _front;//队头
	QNode* _rear;//队尾
	int size;
}Queue;

// 初始化队列 
void QueueInit(Queue* q);
// 队尾入队列 
void QueuePush(Queue* q, QDateType data);
// 队头出队列 
void QueuePop(Queue* q);
// 获取队列头部元素 
QDateType QueueFront(Queue* q);
// 获取队列队尾元素 
QDateType QueueBack(Queue* q);
// 获取队列中有效元素个数 
int QueueSize(Queue* q);
// 检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0 
int QueueEmpty(Queue* q);
// 销毁队列 
void QueueDestroy(Queue* q);

//Queue.c
#include "Queue.h"

void QueueInit(Queue* q)
{
	assert(q);
	q->_front = NULL;
	q->_rear = NULL;
	q->size = 0;
}

void QueuePush(Queue* q, QDateType data)
{
	assert(q);
	QNode* tmp = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (tmp == NULL)
	{
		perror("tmp malloc");
		exit(-1);
	}
	tmp->_data = data;
	tmp->_next = NULL;

	if (q->_rear == NULL)
	{
		q->_front = q->_rear = tmp;
	}
	else
	{
		q->_rear->_next = tmp;
		q->_rear = tmp;
	}
	q->size++;
}

void QueuePop(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(QueueEmpty(q));
	if (q->_front->_next == NULL)
	{
		free(q->_front);
		q->_front = q->_rear = NULL;
	}
	else
	{
		QNode* next = q->_front->_next;
		free(q->_front);
		q->_front = next;
	}
	q->size--;
}

QDateType QueueFront(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(QueueEmpty(q));
	return q->_front->_data;
}

QDateType QueueBack(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(QueueEmpty(q));
	return q->_rear->_data;
}

int QueueSize(Queue* q)
{
	assert(q);
	return q->size;
}

int QueueEmpty(Queue* q)
{
	assert(q);
	return q->size;
}

void QueueDestroy(Queue* q)
{
	assert(q);
	QNode* cur = q->_front;
	while (cur)
	{
		Queue* next = cur->_next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	q->_front = q->_rear = NULL;
	q->size = 0;
}
//test.c
#include "Queue.h"


void test02()
{
	Queue q1;
	QueueInit(&q1);

	QueuePush(&q1, 1);
	QueuePush(&q1, 2);
	QueuePush(&q1, 3);
	QueuePush(&q1, 4);
	QueuePush(&q1, 5);

	QueuePop(&q1);

	while (QueueEmpty(&q1))
	{
		printf("%d ", QueueFront(&q1));
		QueuePop(&q1);
	}
	printf("\n");
	QueueDestroy(&q1);
}

int main()
{
	test02();

	return 0;
}

 拓展：循环队列

如上图所示：循环队列的节点数一般会比要求的节点数多一个，以便区分空的循环队列和满的循环队列。空的循环队列front和rear指向同一个节点，满的循环队列可以理解为rear = front + 1。

三、初学的队列以及栈和队列结合的练习题

题目一：设计循环队列

  • MyCircularQueue(k): 构造器，设置队列长度为 k 。
  • Front: 从队首获取元素。如果队列为空，返回 -1 。
  • Rear: 获取队尾元素。如果队列为空，返回 -1 。
  • enQueue(value): 向循环队列插入一个元素。如果成功插入则返回真。
  • deQueue(): 从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。
  • isEmpty(): 检查循环队列是否为空。
  • isFull(): 检查循环队列是否已满。
typedef struct 
{
    int* a;
    int front;
    int rear;
    int k;
} MyCircularQueue;


MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) 
{
    MyCircularQueue* obj = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    obj->a = (int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));
    obj->front = obj->rear = 0;
    obj->k = k;

    return obj;
}

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) 
{
    //front和rear相等即为空
    return obj->front == obj->rear;    
}

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) 
{
    //数学方法判满
    return (obj->rear + 1) % (obj->k + 1) == obj->front;
}

bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) 
{
    if(myCircularQueueIsFull(obj))
    return false;
    obj->a[obj->rear] = value;
    ++obj->rear;
    //不然rear可能越界
    obj->rear %= (obj->k+1);

    return true;
}

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) 
{
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
    return false;
    obj->front++;
    obj->front %= (obj->k+1);
    return true; 
}

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) 
{
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
    return -1;
    else
    return obj->a[obj->front];
}

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) 
{
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
    return -1;
    else
    //数学方法
    return obj->a[(obj->rear + obj->k) % (obj->k + 1)];
}

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) 
{
    free(obj->a);
    free(obj);
}

题目二：用队列实现栈

思路：用两个队列，保持一个队列为空一个不为空，当要出栈的时候就将不为空的队列中除了队尾的元素全都入到为空的队列中，然后将唯一的那个元素出栈。

typedef int QDateType;

typedef struct QListNode
{
	struct QListNode* _next;
	QDateType _data;
}QNode;

// 队列的结构 
typedef struct Queue
{
	QNode* _front;
	QNode* _rear;
	int size;
}Queue;


void QueueInit(Queue* q)
{
	assert(q);
	q->_front = NULL;
	q->_rear = NULL;
	q->size = 0;
}

void QueuePush(Queue* q, QDateType data)
{
	assert(q);
	QNode* tmp = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (tmp == NULL)
	{
		perror("tmp malloc");
		exit(-1);
	}
	tmp->_data = data;
	tmp->_next = NULL;

	if (q->_rear == NULL)
	{
		q->_front = q->_rear = tmp;
	}
	else
	{
		q->_rear->_next = tmp;
		q->_rear = tmp;
	}
	q->size++;
}

void QueuePop(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(QueueEmpty(q));
	if (q->_front->_next == NULL)
	{
		free(q->_front);
		q->_front = q->_rear = NULL;
	}
	else
	{
		QNode* next = q->_front->_next;
		free(q->_front);
		q->_front = next;
	}
	q->size--;
}

QDateType QueueFront(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(QueueEmpty(q));
	return q->_front->_data;
}

QDateType QueueBack(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(QueueEmpty(q));
	return q->_rear->_data;
}

int QueueSize(Queue* q)
{
	assert(q);
	return q->size;
}

int QueueEmpty(Queue* q)
{
	assert(q);
	return q->size;
}

void QueueDestroy(Queue* q)
{
	assert(q);
	QNode* cur = q->_front;
	while (cur)
	{
		Queue* next = cur->_next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	q->_front = q->_rear = NULL;
	q->size = 0;
}

typedef struct 
{
    Queue q1;
    Queue q2;
} MyStack;


MyStack* myStackCreate() 
{
    MyStack* tmp = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
    QueueInit(&tmp->q1);
    QueueInit(&tmp->q2);

    return tmp;
}

void myStackPush(MyStack* obj, int x) 
{
    if(QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        QueuePush(&obj->q1, x);
    }
    else
    {
        QueuePush(&obj->q2, x);
    }
}

int myStackPop(MyStack* obj) 
{
    Queue* empty = &obj->q1;
    Queue* noempty = &obj->q2;
    if(QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        empty = &obj->q2;
        noempty = &obj->q1;
    }
    while(QueueSize(noempty) > 1)
    {
        QueuePush(empty, QueueFront(noempty));
        QueuePop(noempty);
    }
    int top = QueueFront(noempty);
    QueuePop(noempty);
    return top;
}

int myStackTop(MyStack* obj) 
{
    if(QueueEmpty(&obj->q1))
    return QueueBack(&obj->q1);
    else
    return QueueBack(&obj->q2);
}

bool myStackEmpty(MyStack* obj) 
{
    int ret1, ret2;
    if(QueueEmpty(&obj->q1) == 0)
    ret1 = 0;
    else
    ret1 = 1;
    if(QueueEmpty(&obj->q2) == 0)
    ret2 = 0;
    else
    ret2 = 1;

    if(ret1 == 0 && ret2 == 0)
    return true;
    else
    return false;
}

void myStackFree(MyStack* obj) 
{
    QueueDestroy(&obj->q1);
    QueueDestroy(&obj->q2);
    free(obj);
}

题目三：用栈实现队列

思路：使用两个栈，一个push栈一个pop栈，先往push栈中堆入元素，出队时，先将push栈中的元素先pop到pop栈中，再从pop栈中pop元素，其间再有元素堆入入到push栈中。

typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* _a;
	int _top;		// 栈顶
	int _capacity;  // 容量 
}Stack;

void StackInit(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	ps->_a = NULL;
	ps->_top = 0;
	ps->_capacity = 0;
}

void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{
	assert(ps);
	if (ps->_capacity == ps->_top)
	{
		int newCapacity = ps->_capacity == 0 ? 4 : ps->_capacity * 2;
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->_a,sizeof(STDataType) * newCapacity);

		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			exit(-1);
		}
		ps->_a = tmp;
		ps->_capacity = newCapacity;
	}

	ps->_a[ps->_top] = data;
	ps->_top++;
}

void StackPop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->_top > 0);
	ps->_top--;
}

STDataType StackTop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->_top > 0);
	return ps->_a[ps->_top - 1];
}

int StackSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_top;
}

int StackEmpty(Stack* ps)
{
	return ps->_top;
}

void StackDestroy(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->_a);
	ps->_a = NULL;
	ps->_capacity = 0;
	ps->_top = 0;
}


typedef struct 
{
    Stack pushst;
    Stack popst;
} MyQueue;


MyQueue* myQueueCreate() 
{
    MyQueue* obj = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
    StackInit(&obj->pushst);
    StackInit(&obj->popst);
    return obj;
}

void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) 
{
    StackPush(&obj->pushst, x);
}

int myQueuePeek(MyQueue* obj) 
{
    //pop栈为空就往其中堆入元素
    if(StackEmpty(&obj->popst) == 0)
    {
        while(StackEmpty(&obj->pushst) > 0)
        {
            StackPush(&obj->popst, StackTop(&obj->pushst));
            StackPop(&obj->pushst);
        }
    }
    return StackTop(&obj->popst);
}

int myQueuePop(MyQueue* obj) 
{
    int front = myQueuePeek(obj);
    StackPop(&obj->popst);
    return front;
}


bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) 
{
    int ret1, ret2;
    if(StackEmpty(&obj->pushst) == 0)
    ret1 = 0;
    else
    ret1 = 1;
    if(StackEmpty(&obj->popst) == 0)
    ret2 = 0;
    else
    ret2 = 1;
    if(ret1 == 0 && ret2 == 0)
    return true;
    else
    return false; 
}

void myQueueFree(MyQueue* obj) 
{
    StackDestroy(&obj->pushst);
    StackDestroy(&obj->popst);
    free(obj);
}

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/989573.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

jmeter 线程组 Open Model Thread Group 阶梯式压测、高峰流量压测

jmeter 线程组 Open Model Thread Group 阶梯式压测、高峰流量压测

简介 Open Model Thread Group 是5.4.1 版本中引入的一个实验性线程组&#xff0c;可以弹性模拟负载测试。例如设置多个线程模式&#xff0c;再根据这些线程模式调整不同的并发数、暂停时间。由于Open Model Thread Group 是一个实验性线程组&#xff0c;可能会存在一些限制和不…
阅读更多...
英语单词(1)

英语单词(1)

1.void:空的 2.main:主要的 3.class:类 4.system:系统 5.out: 输出 6.print:打印 7.public:公共的,公用的 8.static:静态的,静止的 9.oracle:甲骨文公司 10.eclipse: java编程语言
阅读更多...
javascritp如何判断是从刷新(重新加载)、正常打开(或链接打开)、还是从浏览器回退进入页面的

javascritp如何判断是从刷新(重新加载)、正常打开(或链接打开)、还是从浏览器回退进入页面的

重点先下另外一个知识点&#xff1a; 当我们的Web站点采用主体页面的iframe导航各个子页面&#xff08;浏览器地址保持不变&#xff09;的情况&#xff0c;如果我们希望每次iframe中打开的新的子页面&#xff0c;也都能够像在不采用iframe的情况那样&#xff0c;后续能够在浏览…
阅读更多...
leetcode：58. 最后一个单词的长度

leetcode：58. 最后一个单词的长度

题目&#xff1a; 函数原型&#xff1a; int lengthOfLastWord(char * s) 解析&#xff1a; 求最后一个单词的长度&#xff0c;我们有两种思路 第一种思路&#xff1a; 逆向求&#xff0c;先设置一个字符串下标index&#xff0c;定位到最后一个单词的最后一个字符。再一个设置长…
阅读更多...
【web开发】4.JavaScript与jQuery

【web开发】4.JavaScript与jQuery

提示&#xff1a;文章写完后&#xff0c;目录可以自动生成&#xff0c;如何生成可参考右边的帮助文档 文章目录 一、JavaScript与jQuery二、JavaScript常用的基本功能1.插入位置2.注释3.变量4.数组5.滚动字符 三、jQuery常用的基本功能1.引入jQuery2.寻找标签3.val、text、appe…
阅读更多...
CSP-J初赛复习大题整理笔记

CSP-J初赛复习大题整理笔记

本篇全是整理&#xff0c;为比赛准备. 在这里插入代码片 #include<cstdio> using namespace std; int n, m; int a[100], b[100];int main() {scanf_s("%d%d", &n, &m);for (int i 1; i < n; i)a[i] b[i] 0;//将两个数组清0&#xff0c;这…
阅读更多...
Django Form实现表单使用及应用场景

Django Form实现表单使用及应用场景

首先需要定义一个使用场景&#xff1a; 音乐网站的前端部分可以添加上传歌手的单曲&#xff0c; 这个添加页面就使用django form表单来实现。 目录 数据表内容 歌手表及表模型 单曲表及表模型 演示表单使用 设置路由 创建form.py 视图实例化表单类 模板使用表单对象 表…
阅读更多...
个人用户怎么免费使用电子签章平台，制作能在手机上双方都可以签字的租房合同？

个人用户怎么免费使用电子签章平台，制作能在手机上双方都可以签字的租房合同？

环境 苹果11Pro手机 微信小程序 腾讯电子签 PDF版租房合同 问题描述 最近租房要续签合同&#xff0c;房东在外地&#xff0c;怎么免费使用有规范的合同电子签约平台制作电子签章&#xff0c;双方都能在手机上签合同&#xff0c;完成线上签约 解决方案 1.首先打开微信在搜…
阅读更多...
【面试经典150 | 双指针】验证回文串

【面试经典150 | 双指针】验证回文串

文章目录 写在前面Tag题目来源题目解读解题思路方法一&#xff1a;筛选判断方法二&#xff1a;原地判断 知识回顾回文串双指针字符串操作 写在最后 写在前面 本专栏专注于分析与讲解【面试经典150】算法&#xff0c;两到三天更新一篇文章&#xff0c;欢迎催更…… 专栏内容以分…
阅读更多...
【数据结构】二叉树的顺序结构实现及时间复杂度计算（二）

【数据结构】二叉树的顺序结构实现及时间复杂度计算（二）

目录 一&#xff0c;二叉树的顺序结构实现 1&#xff0c;二叉树的顺序结构 2&#xff0c;堆的概念及结构 3&#xff0c;堆的接口实现 1&#xff0c;堆的创建 2&#xff0c;接口函数 3&#xff0c;初始化 4&#xff0c;销毁 5&#xff0c;是否增容 6&#xff0c;交换数据…
阅读更多...
Redis基础详解

Redis基础详解

目录 一、概述 redis作用 redis特性 二、Redis基础知识 为什么Redis是单线程的&#xff1f; Redis的高并发和快速原因&#xff1f; Redis6.0 之后为何引入了多线程&#xff1f; 三、Redis五大数据类型&#xff0c;三种特殊数据类型 启动Redis Redis-Key String&#…
阅读更多...
UMA 2 - Unity Multipurpose Avatar☀️三.给UMA设置默认服饰Recipes

UMA 2 - Unity Multipurpose Avatar☀️三.给UMA设置默认服饰Recipes

文章目录 🟥 项目基础配置🟧 给UMA配置默认服饰Recipes🟨 设置服饰Recipes属性🟥 项目基础配置 将 UMA_DCS 预制体放到场景中创建空物体,添加DynamicCharacterAvatar 脚本,选择 HumanMaleDCS作为我们的基本模型配置默认Animator 🟧 给UMA配置默认服饰Recipes 服饰Re…
阅读更多...
【web开发】5.Mysql及python代码执行数据库操作

【web开发】5.Mysql及python代码执行数据库操作

提示&#xff1a;文章写完后&#xff0c;目录可以自动生成&#xff0c;如何生成可参考右边的帮助文档 文章目录 一、MYSQL二、MySQL管理查看已有数据库创建数据库删除数据库进入数据库创建表删除表展示表的行列插入数据查看表中的数据删除数据修改数据 三、python代码执行数据库…
阅读更多...
【数据结构与算法系列5】螺旋矩阵II (C++ Python)

【数据结构与算法系列5】螺旋矩阵II (C++ Python)

给你一个正整数 n &#xff0c;生成一个包含 1 到 n2 所有元素&#xff0c;且元素按顺时针顺序螺旋排列的 n x n 正方形矩阵 matrix 。 示例 1&#xff1a; 输入&#xff1a;n 3 输出&#xff1a;[[1,2,3],[8,9,4],[7,6,5]]示例 2&#xff1a; 输入&#xff1a;n 1 输出&am…
阅读更多...
4.3.3.1 【MySQL】CHAR(M)列的存储格式

4.3.3.1 【MySQL】CHAR(M)列的存储格式

我们知道 Compact 行格式在 CHAR(M) 类型的列中存储数据的时候还挺麻烦&#xff0c;分变长字符集和定长字符集的情况&#xff0c;而在 Redundant 行格式中十分干脆&#xff0c;不管该列使用的字符集是啥&#xff0c;只要是使用 CHAR(M) 类型&#xff0c;占用的真实数据空间就是…
阅读更多...
2023年财务顾问行业研究报告

2023年财务顾问行业研究报告

第一章 行业概况 1.1 定义及分类 财务顾问&#xff08;Financial Advisor&#xff0c;FA&#xff09;也被称为融资顾问&#xff0c;主要为创业公司提供投资和融资的专业服务。他们在创业者和投资者之间扮演着至关重要的中介角色&#xff0c;为双方搭建桥梁&#xff0c;确保投…
阅读更多...
Python - 队列【queue】task_done()和join()基本使用

Python - 队列【queue】task_done()和join()基本使用

一. 前言 task_done()是Python中queue模块提供的方法&#xff0c;用于通知队列管理器&#xff0c;已经处理完了队列中的一个项目。 queue.task_done()是Queue对象的一个方法&#xff0c;它用于通知Queue对象&#xff0c;队列中的某一项已经被处理完毕。通常在使用Queue对象时…
阅读更多...
【数据结构】 树和二叉树概念

【数据结构】 树和二叉树概念

1.树概念及结构 树概念 树是一种非线性的数据结构&#xff0c;它是由n&#xff08;n>0&#xff09;个有限结点组成一个具有层次关系的集合。把它叫做树是因为它看起来像一棵倒挂的树&#xff0c;也就是说它是根朝上&#xff0c;而叶朝下的。 有一个特殊的结点&#xff0c;…
阅读更多...
Android lint配置及使用

Android lint配置及使用

关于作者&#xff1a;CSDN内容合伙人、技术专家&#xff0c; 从零开始做日活千万级APP。 专注于分享各领域原创系列文章 &#xff0c;擅长java后端、移动开发、商业变现、人工智能等&#xff0c;希望大家多多支持。 目录 一、导读二、概览三、将 lint 配置为不显示警告3.1 在 A…
阅读更多...
Hadoop的第三大组成：YARN框架

Hadoop的第三大组成：YARN框架

Hadoop的第三大组成--YARN框架 一、YARN基本概念二、YARN的基本架构组成1、ResourceManager&#xff1a;YARN集群的管理者2、NodeManager3、Container4、ApplicationMaster 三、YARN的详细工作流程--运行MapReduce四、YARN的资源调度器问题五、YARN的web网站问题 一、YARN基本概…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023